Главная > Бизнес планы > Каменное литьё. Каменное литье Область применения каменного литья


Каменное литьё. Каменное литье Область применения каменного литья




) и некоторых видов промышленных отходов (шлак , зола) методом литья .

История

Одно из первых производств по каменному литью было организовано во Франции.

В 1902 году в России лабораторные работы по подготовки промышленной технологии начал Ф. Ю. Левинсон-Лессинг .

Петрургия

Изделия из каменного литья используются в промышленности (в частности добывающей и металлургической , угольной и др.).

Каменное литье получают в электродуговых или газовых печах. Процесс плавки каменного литья аналогичен плавке металла, температура плавления близкая. Для получения плотной структуры , камнелитые изделия проходят отжиг при плавном снижении температуры от 800°С до 200°С. Поэтому производство каменного литья является более энергоемким процессом чем, например, производство стали.

Основные физико-механические свойства каменного литья приведены в таблице № 1, а данные по стойкости в агрессивных средах - в таблице 2.

Есть два основных типа каменного литья - износостойкое и термостойкое , У термостойкого литья чуть ниже физико-механические свойства, но оно может работать при температурах до 800°С (износостойкое - при температурах до 200°С)ы.

Основные центры производства: Россия (г. Первоуральск), Чехия и Индия

Физико-механические свойства каменного литья

Таблица 1

Показатель Износостойкое каменное литье Термостойкое каменное литье Серый чугун Огнеупорный бетон
Объемная масса, кг/м³ 2900-3000 2800-2900 7200 1990
Водопоглощение, % 0,13 0,70 -- 10,1
Предел прочности при сжатии, Мпа 250-500 100-260 500 44,4
Предел прочности при изгибе, МПа 30-50 10-30 280 3,6
Ударная вязкость, кДж/м² 1,25 1,06 3 1,2
Модуль упругости, Мпа 100630 43700 120000 18000
Теплопроводность,Вт/(м-0С), при 200°С 1,52 1,07 51 0,83
Удельная теплоемкость, кДж/ (кг-0С) при 200°С 0,77 0,67 0,46 0,79
Температурный коэффициент линейного расширения, ?-10 83,0 60,0 132 21
Коэффициент истираемости, кг/м² 1,0 1,4 -- --

Стойкость каменного литья в в кислотах и щелочах

Таблица 2

Основные свойства каменного литья

  1. Высокая стойкость к абразивному износу. Так как каменное литье имеет 7-ю - 8-ю группу твердости по шкале Мооса (т.е фактически уступает по этому показателю только алмазу и корунду) то его износостойкость значительно превышает все стали, включая марганцовистую, чугуны (в том числе ИЧХ), резины, пластмассы и все остальное.
  2. Высокая химическая стойкость к большинству промышленно применяемых кислот и щелочей, за исключением плавиковой кислоты .
  3. Механические свойства ниже, чем у стали и чугуна , однако достаточны для того, чтобы каменное литье работало в качестве несущего материала и качественно выполняло свои защитные функции.
  4. 4. Низкая теплопроводность и низкий коэффициент линейного расширения. Придает определенные теплоизоляционные свойства.
  5. Плотность каменного литья 2,8-2,9 г\см3, то есть в 2,7 раза меньше, чем у стали , то есть чтобы зафутеровать одну и ту же площадь , каменного литья нужно в 2,7 меньше по весу, чем, например, стали. То есть в дополнение к техническим свойствам каменного литья добавляется экономическая целесообразность его применения.
  6. Есть также ряд специальных свойств: это низкое водонасыщение, электроизоляционные свойства, а также то, что каменное литье не подвержено старению (то есть его свойства со временем не изменяются) и не образует радиоактивной пыли при взаимодействии с радиоактивными веществами

Термостойкое литье по своим характеристикам может выдерживать до 800°С не менее 40 циклов нагрев - охлаждение (а фактически по производственным данным эта цифра в 3-4 раза больше). Это выгодно отличает термостойкое каменное литье от большинства огнеупорных материалов. Обладая вышеперечисленными свойствами, каменное литье нашло широкое применение в промышленности. А именно:

  • Трубы и отводы для изготовления и футеровки пульпо-, шламо-, золопроводов диаметром до 1220 мм. Срок службы таких трубопроводов, зафутерованных изнутри каменным литьем, увеличивается в 5-7 раз. В таблице приведены сравнительные данные стойкости между металлическими трубами и трубами, футерованными каменным литьем.

Труба футерованная каменным литьем - металлическая труба в которую вставлены камнелитые патрубки длиной 1 метр. Стыки между патрубками замазываются специальной замазкой, наполнителем которой является кислотоупорный порошок - размол каменного литья.

  • Трубы и отводы для пневмопроводов подачи сыпучих материалов. В местах, где идет пневмоподача сыпучих материалов (которые обычно очень абразивные и подаются на больших скоростях), каменное литье надежно защищает основную трубу (или отвод) от износа, соответственно трубопровод надежно работает без свищей и аварий.

Такие трубы используют не только заводы по производству цемента, нерудных материалов, стекольные заводы, предприятия стройиндустрии, но и добывающие и металлургические комбинаты.

  • Камнелитые желоба используются для гидросмыва золы, окалины, шлаков, в основном внутри помещений. Их используют угольные ТЭЦ, металлургические комбинаты, обогатительные фабрики.
  • Плитка из каменного литья. В основном применяется для футеровки бункеров, течек, газоходов, очистителей, каналов, также используется для выкладки желобов , полов, футеровки различного оборудования.

Укладывается на специальный раствор или специальный клей, щели промазываются кислотоупорной замазкой.

  • Эффективно применение камнелитых мультициклонов в системах газоочистки агломерационных фабрик.
  • Термостойкое каменное литье используется в основном для футеровки рамп коксохимического производства.

Каменное литье имеет высокую износостойкость, устойчивость к кислотам, щёлочам и температурному воздействию. Каменное литье предназначено для работы в тяжёлых условиях эксплуатации, при воздействии агрессивных сред, абразивном воздействии, повышенной температуре, влажности, запылённости, механических нагрузках.

Каменное литьё изготавливается нескольких типов в зависимости от требований эксплуатации.

  • Износостойкое литьё — рабочая температура до 150 градусов и высокая сопротивляемость износу, кислотам и щелочам.
  • Термостойкое литье — рабочая температура до 700 градусов и высокая сопротивляемость кислотам и щелочам, стойкость к перепадам температур в совокупности с абразивными нагрузками.

Изделия из каменного литья


Из каменного литья изготавливают плитку, желоба, вкладыши труб и различные фасонные изделия.

Преимущества использования каменного литья

  • Использование каменного литья позволяет увеличить срок службы оборудования и сооружений в 10 раз.
  • Срок службы металлического оборудования 1 – 2 года, а футерованного каменным литьем 10 – 20 лет.
  • В одинаковых условиях эксплуатации каменное литье изнашивается на 1 миллиметр в год, а метал изнашивается на 10 миллиметров в год.
  • Футеровка оборудования каменным литьем снижает время на ремонт оборудования примерно в 10 раз.
  • Камнелитая футеровка позволяет снизить затраты на замену изношенного оборудования в 5 раз.
  • Термостойкое каменное литье на рампе коксовой батареи служит от 5 до 7 лет. Любой другой материал служит не более 8 месяцев.

Область применения каменного литья

Изделия из каменного литья применяют для защиты сооружений и оборудования на предприятиях добывающих отраслей, металлургии, а также других отраслей промышленности, где оборудование подвергается абразивному износу, воздействию агрессивных сред и повышенных температур. Рекомендуется применять каменное литье для защиты оборудования и сооружений, работающих при давлениях 1 МПа и выше.

В горнодобывающей промышленности каменное литье используют в системах удаления шламов и гидравлической подачи рудных материалов. Им футеруют хвостовые отвалы, пульпопроводы, сливные каналы, течки, лотки, воронки, желоба, гидроциклоны, классификаторы, бункера и другое оборудование.
В металлургической промышленности камнелитые изделия применяют для футеровки коксовых рамп, воронок и бункеров. В прокатных цехах камнелитые желоба используются в системах гидравлического смыва окалины. Плиткой футеруют узлы флотомашин, пульпопроводов, классификаторы.
В угольной промышленности каменным литьем футеруют сепараторы, желоба и отсадочные машины, скребковые транспортеры и бункера, трубопроводы. На флотомашинах каменным литьем футеруют трубопроводы для передачи пульпы, а также сами корпуса таких машин.
В стекольной промышленности , на стекольных, электроламповых и кинескопных заводах широко используются пневматические трубопроводы с каменным литьём. Каменная футеровка обладает ещё и свойством пониженного механического сопротивления проходу транспортируемых материалов.
На химических и коксохимических предприятиях каменным литьем футеруют корпуса и ловушки сатураторов, оборудование реакционных башен, коксовые рампы, отстойники для генерированной кислоты, змеевики, перегонные котлы, травильные ванны, кислотные трубопроводы, фильтры, сборники жидкостей.
В энергетической промышленности каменное литье используют для футеровки скрубберов, труб Вентури, систем гидравлического золоудаления, для систем подачи угля и угольной пыли, а также для изготовления камнелитых сопел. Что позволяет надежно защитить такие изделия в наиболее опасных местах.

ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА КАМЕННОГО ЛИТЬЯ

Каменное литье по шкале твердости Мооса имеет 7 — 8 группу, уступая лишь алмазу и корунду. Для повышения механических свойств и эксплуатационной надёжности изделия размерами более 400*400 мм армируются металлическими сетками. По необходимости такие детали оснащаются монтажными петлями и закладными элементами.

Стойкость каменного литья к агрессивным средам.

Наименование кислоты

Стойкость различных материалов, в %

Износостойкое каменное литье

Термостойкое каменное литье

H 2 SO 4 (концентрированная)

H Cl (концентрированная)

H Cl (р-р 20 %)

CH 3 COOH (концентрированная)

не исследовалось

HNО 3 (р-р 56 %)

не исследовалось

H 3 PO 4 (р-р 85 %)

не исследовалось

не исследовалось

NaОН (р-р 20 %)

не исследовалось

NaОН (р-р 40 %)

не исследовалось

КОН (р-р 20 %)

не исследовалось

КОН (р-р 40 %)

не исследовалось

КОН (р-р 50 %)

не исследовалось

Отчётливо видно, что каменное литьё является устойчивым к воздействию практически всех кислот кроме плавиковой.

Химический состав каменного литья

Эксплуатационные свойства каменного литья

  • Сопротивление каменного литья разрушению в результате термических напряжений (термическая стойкость) по ГОСТ 6145-55 для износостойкого каменного литья составляет 7-8 теплосмен, для термостойкого каменного литья – не менее 20 теплосмен;
  • Водонасыщение (способность литья впитывать воду при кипячении или давлении ниже атмосферного в течение 24 ч.) составляет для каменного литья 0,13 — 0,7 % (испытания по ОСТ 8269-56).
  • Коэффициент теплопроводности , характеризующий скорость распространения температуры в материале для износостойкого и термостойкого литья составляет 1,24х10 3 м 2 /ч (при температуре до 100°С) и 3,22х10 3 м 2 /ч (при температуре до 900°С).

Электрические свойства каменного литья:

  • удельное объемное электросопротивление – 1,7-3,0 10 5 ·ОМ·м
  • электрическая прочность – 0,8-3,0 кВ/мм
  • диэлектрическая проницаемость, при f=50 Гц – 0,095-0,13

Диэлектрические свойства могут быть улучшены, если уменьшить содержание в каменном литье железа и марганца или если использовать светлокаменное или термостойкое (доломитовое) литье.

Каменное литье не подвержено старению – его свойства со временем не изменяются.

Каменное литье при взаимодействии с радиоактивными веществами — не образует радиоактивной пыли.

Каменное литьё

Петрургия (a. stone casting; н. schmelzgegossene Steinerzeugnisse, Guβstein; ф. fonderie de pierre; и. roca fundente ), - процесс получения изделий из горн. пород (базальтов, диабазов, доломитов и др.) или пром. отходов (напр., шлака, золы) переплавкой. Tехнология произ-ва K. л. зародилась в 20-e гг. 20 в. в CCCP, Франции и Германии и включает: приготовление расплава в пламенных или электрич. печах при темп-pe 1350-1450°C; студку и подготовку расплава (предкристаллизац. период); отливку (формовку) изделий из расплава; кристаллизацию и отжиг изделий в термич. печах. Pегулируя температурный и временной режимы процессов произ-ва, a также хим. состав расплава, получают K. л. c определ. физ., хим. и механич. свойствами. Изделия K. л. обладают высокой хим., термо- и износостойкостью, значит. механич. прочностью. Oсн. физ.-механич. константы изделий K. л.: 2900-3000 кг/м 3 ; предел прочности на сжатие 200-500 МПa, изгиб 30-80 МПa, растяжение 20-25 МПa; хим. стойкость в кислотах не менее 98%; 0,04-0,05 г/см 2 ; 0,7-1,0 Bт/(м·K). B CCCP в пром. масштабах выпускают изделия из K. л. в зависимости от характера исходного сырья: кислото- и износостойкие изделия из базальта, диабаза и доломита - кислотоупорные футеровочные плитки для хим. пром-сти, футеровку и шары для мельниц, трубы, лотки для защиты рабочих поверхностей бункеров, желобов и др. узлов горно-обогатит., металлургич. и энергетич. оборудования; термо- и износостойкие муллитовые изделия - брусья для футеровки стеклоплавильных печей (из шихты, состоящей из боксита, глинозёма, каолинита, кокса и пр.); атмосферостойкие изделия из диопсида; износостойкие изделия из литых огненно-жидких металлургич. шлаков - камень брусчатый для дорожных покрытий, облицовочные плиты, трубы, кирпич и др. Литература : Пеликан A., Плавленые камни, пер. c чеш., M., 1959; Липовский И. E., Дорофеев B. A., Камнелитейное производство, M., 1965; их же, Oсновы петрургии, M., 1972. Ю. И. Cычев.


Горная энциклопедия. - М.: Советская энциклопедия . Под редакцией Е. А. Козловского . 1984-1991 .

Смотреть что такое "Каменное литьё" в других словарях:

    - (петрургия), процесс получения литых изделий и материалов из расплавленных горных пород (базальт, диабаз, доломит) или промышленных отходов (шлаки, зола). Технологию переплавки горных пород с целью получения прочных и красивых материалов начали… … Энциклопедия техники

    - (базальтовое литьё, шлаковое литьё, петрургия), литьё расплавленных базальтов, диабазов и других горных пород, а также металлургических шлаков для получения фасонных изделий. Изготовляют трубы, кислотоупорную аппаратуру, электротехнические… … Энциклопедический словарь

    Базальтовое литьё, шлаковое литьё, произ во из расплавл. горных пород или металлургич. шлаков с добавками разл. изделий, имеющих св ва природного камня. Литые изделия подвергают обжигу (при 800 900 °С) и медленно охлаждают для придания прочности … Большой энциклопедический политехнический словарь

    Процесс получения изделий главным образом из базальта, реже из диабаза и др. горных пород переплавкой их при t 1350 1450 °С. К. л. применяют при изготовлении труб, кислотоупорной аппаратуры, электрических изоляторов, брусчатки для… …

    Литьё каменное - – литьё из расплавов горных пород. [Терминологический словарь по строительству на 12 языках (ВНИИИС Госстроя СССР)] Литьё каменное – процесс получения изделий главным образом из базальта, реже из диабаза и др. горных пород переплавкой … Энциклопедия терминов, определений и пояснений строительных материалов

    литьё каменное - Литьё из расплавов горных пород [Терминологический словарь по строительству на 12 языках (ВНИИИС Госстроя СССР)] Тематики строительные изделия прочие EN stone casting DE Steinguß FR production des pièces en pierre fondue … Справочник технического переводчика

    Технологический процесс изготовления отливок, заключающийся в заполнении форм расплавленным материалом (литейным сплавом, пластмассой, некоторыми горными породами) и дальнейшей обработке полученных изделий (см. Литейное производство,… … Большая советская энциклопедия

    ЛИТЬЁ, я, ср. 1. см. лить 2. 2. собир. Литые изделия. Металлическое, каменное, пластмассовое л. Чугунное л. Толковый словарь Ожегова. С.И. Ожегов, Н.Ю. Шведова. 1949 1992 … Толковый словарь Ожегова

    Литьё из расплавов горных пород (Болгарский язык; Български) каменна отливка (Чешский язык; Čeština) výrobky z tavených hornin (Немецкий язык; Deutsch) Steinguß (Венгерский язык; Magyar) olvasztott kőzettermékek gyártása (Монгольский язык) чулуун … Строительный словарь

    То же, что каменное литьё. * * * БАЗАЛЬТОВОЕ ЛИТЬЕ БАЗАЛЬТОВОЕ ЛИТЬЕ, то же, что каменное литье (см. КАМЕННОЕ ЛИТЬЕ) … Энциклопедический словарь

Каменным литьем называются материалы, получаемые плавле­нием изверженных горных пород (базальты, диабазы, габбро и др.), шихт из осадочных горных пород или шлаков цветной и черной металлургии с различными добавками. Плавление обыч­но осуществляется в электрических печах. Расплавленная масса разливается в формы. Полученные изделия после остывания подвергаются термической обработке для снятия внутренних на­пряжений.

Основным сырьем для каменного литья является базальт, к ко­торому добавляют 7-8% горной породы горнблендита (отходы титаномагнетитового рудника) и 1,5 % хромистого железняка. Со­став конечного продукта в изделии: 47-48 % SiO 2 ; 15- 16 % А1 2 О 3 ; 15-16 % (FеО + Fе 2 О 3); 1 1-12 % СаО; 6-7 % МgО; 2-4 % К 2 О. Несмотря на то что содержание SiO 2 в плавленом базальте не превышает ~50%, он обладает исключительной стойкостью к лю­бым реагентам, кроме плавиковой кислоты. Кислотостойкость из­делий из плавленого базальта во всех остальных минеральных и органических кислотах оценивается в 99-100 %. Он устойчив так­же в щелочах любой концентрации при обычных температурах. Эта уникальная химическая стойкость плавленого базальта обус­ловливается весьма плотной кристаллической структурой (объем­ная масса равна его плотности - 2,9-3,0 г/см 3), что обеспечивает непроницаемость изделия (открытая пористость равна нулю, а водопоглощение - 0,02 %).

Плавленый базальт обладает высокой твердостью, износостой­костью и механической прочностью (разрушающее напряжение на сжатие достигает 500 МПа). Естественно, что сочетание всех перечисленных свойств в одном материале позволяет применять изделия из плавленого базальта в различных отраслях промыш­ленности. Однако материалу свойственны и существенные недо­статки. Прежде всего, низкая термостойкость не позволяет эксп­луатировать, изделия из плавленого базальта при температурах выше 150 0 С. Значительная сложность отливки изделий больших габаритов ограничивает их размеры. Возникают трудности и при механической обработке рабочих поверхностей деталей из плавле­ного базальта (для обработки требуется применение алмазного инструмента).

Стеклом называется твердый аморфный термопластичный материал, получаемый переохлаждением расплава различных оксидов. В состав стекла входит стеклообразующие кислотные оксиды (SiO 2 , А1 2 О 3 , В 2 О 3 и др.), а также основные оксиды (К 2 О, СаО, Nа 2 О и др.), придающие ему специальные свойства и окраску. Оксид кремния SiO 2 яв­ляется основой большинства стекол и входит в их состав в количестве 50-100 %. По назначению стекла подразде­ляются на строительные (оконные, витринные и др.), бы­товые (стеклотара, посуда, зеркала и др.) и технические (оптические, свето- и электротехнические, химико-лабо­раторные, приборные и др.). В зависимости от исходного стеклообразующего вещества различают силикатное стек­ло (на основе SiO 2), боросиликатное (В 2 О 3 и SiO 2), алю-мосиликатное (А1 2 О 3 , В 2 О 3 и SiO 2), алюмофосфорное (А1 2 О 3 и Р 2 О 5), силикотитановое (SiO 2 и TiO 2) и др.


При нагреве выше температуры стеклования стекло постепенно размягчается, переходя в вязкотекучее, а затем в жидкое состояние. При охлаждении расплава происхо­дит постепенное возрастание вязкости и при температуре стеклования переход в твердое и хрупкое состояние. Для большинства промышленных стекол температура стекло­вания составляет 425-600 °С.

Важными свойствами стекла являются оптические. Обычное стекло пропускает около 90 % , отражает - 8 % и поглощает - 1 % видимого света. Механические свойства стекла характеризуются высоким сопротивлением сжатию и низким - растяжению. Термостойкость стекла определяется разностью температур, которую оно может выдержать без разрушения при резком охлаждении в воде. Для большинства стекол термостойкость колеб­лется от 90 до 170 °С, а для кварцевого стекла - 1000 °С. Основной недостаток стекла - высокая хрупкость.

Рассмотрим некоторые виды технических стекол.

Светотехническое стекло по составу совпадает с обыч­ным оконным стеклом (70-72 % SiO 2 , 14-15 % Nа 2 О, 7-8 % СаО; 3-4 % МgО, 1-2 % К 2 О; 1-2 % А1 2 О 3) с добав­ками при необходимости специальных компонентов. Для получения светорассеивающих стекол вводят 3-4 % со­единений фтора. Цветные сигнальные стекла получают добавкой 1-2 % сернистого кадмия и 0,5-1 % селена (красное стекло), 1,2-1,5 % оксида меди и 0,2-0,7 хрома (зеленое стекло), 1,5 % сернистого кадмия (желтое стек­ло). Теплозащитные стекла, предназначенные для остек­ления помещений в горячих цехах, содержат оксиды же­леза и ванадия.

Электровакуумное стекло применяется для электричес­ких ламп накаливания, люминисцентных ламп, радиоламп и др. Главными требованиями к нему являются определен­ный коэффициент теплового расширения и термическая стойкость (от 100 до 1000 °С) в зависимости от особенностей данной лампы. Для этих целей используется силикатное, боросиликатное, алюмосиликатное и кварцевое стекло.

Кварцевое стекло получают путем плавления при тем­пературе выше 1700 °С наиболее чистых природных раз­новидностей SiO 2 . Оно имеет очень высокую теплопро­водность и малый коэффициент теплового расширения, что обеспечивает кварцевому стеклу очень высокую тер­мическую стойкость. Применяется оно для изготовления тиглей, труб, лабораторной посуды.

Закаленное стекло имеет состав обычного оконного стекла. Закалка состоит в нагреве стекла выше температуры стеклования (обычно 600-650 °С) и равномерном охлаждении струей воздуха или в масле: При этом зна­чительно увеличивается прочность и вязкость стекла.

Триплекс (безосколочное стекло) представляет собой два листа закаленного стекла, склеенные прозрачной по­лимерной пленкой. При разрушении триплекса осколки удерживаются на пленке. Применяются триплексы для остекления транспортных средств.

Пеностекло получают путем спекания при температу­ре 700-900 °С смеси стекольного порошка с газообразователями (мел, известняк, уголь и др.). Оно отличается малой плотностью, низкой теплопроводностью, относи­тельно высокой прочностью. Применяется в качестве тепло-, звуко- и электроизоляционного материала.